DCC20網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報(bào)警

網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)—DATACHIEFC20一、DCC20系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

DCC20采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)（Ethernet）相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。硬件組成包括：網(wǎng)絡(luò)適配器、網(wǎng)關(guān)、485通訊接口、遠(yuǎn)程／遙控操作站、延伸報(bào)警裝置、值班呼叫系統(tǒng)WCS、分布式處理單元、CAN總線節(jié)點(diǎn)。1、分布式處理單元DPU

DPU是采用模塊化設(shè)計(jì)、具有通信功能的智能化遠(yuǎn)程I/O單元，如圖所示的RDi32、RDo16、RAi16、RAo8、RAi10tc和C4等。它們分布在機(jī)艙各處，一方面作為傳感器和執(zhí)行器的I/O接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，另一方面通過(guò)CAN總線與上層網(wǎng)絡(luò)相連，從而實(shí)現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)艙設(shè)備的監(jiān)視和控制。連接DPU和上層網(wǎng)絡(luò)的CAN總線采用雙冗余結(jié)構(gòu)，即具有兩套CAN總線，分別標(biāo)識(shí)為CANBus1和CANBus2。這兩套CAN總線總是互為熱備份，當(dāng)主用網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，備用網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切入工作，充分保證系統(tǒng)工作的可靠性。2、遠(yuǎn)程操作站（遙控操作站）ROS圖3-3-1ROS的整體圖

ROS由PC機(jī)、操作員控制面板OCP（或普通PC機(jī)鍵盤(pán)）、鼠標(biāo)、顯示屏和打印機(jī)組成，PC機(jī)采用WindowsNT操作系統(tǒng)。ROS通常設(shè)置在集控室、駕駛室和甲板艙室，常見(jiàn)的配置是集控室2臺(tái)，駕駛室和輪機(jī)長(zhǎng)房間各1臺(tái)，其他艙室是否設(shè)置可根據(jù)需要而定。其中，集控室的2臺(tái)是必備的，其他場(chǎng)所為可選安裝。各ROS均配置雙網(wǎng)卡，形成雙冗余的Ethernet網(wǎng)絡(luò)。集控室的2臺(tái)ROS還兼有系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW的功能，使得局域網(wǎng)中的各個(gè)ROS能夠通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW與CAN總線相連。通過(guò)SGW和CAN總線，ROS一方面可以接受各個(gè)DPU單元送出的機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)信息，另一方面還能向DPU發(fā)送操作指令、控制參數(shù)和程序包。3、值班呼叫系統(tǒng)WCS

按照無(wú)人機(jī)艙的基本設(shè)計(jì)原則，DCC20系統(tǒng)在駕駛室和輪機(jī)員艙室及公共場(chǎng)所設(shè)有延伸報(bào)警裝置。駕駛室的延伸報(bào)警裝置稱為WBU，而艙室及公共場(chǎng)所的延伸報(bào)警裝置則稱為WCU。WBU和WCU通過(guò)CAN總線與ROS進(jìn)行通信連接，形成值班呼叫系統(tǒng)WCS。4、其他輔助設(shè)備

其他輔助設(shè)備包括不間斷電源（UPS）、局域網(wǎng)集線器（HUB）、現(xiàn)場(chǎng)操作站（LOS）和便攜式操作站（MOS）。

LOS用于在機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各個(gè)DPU模塊進(jìn)行操作，在LOS面板上可以選擇和訪問(wèn)掛在同一CAN總線上的任意DPU，例如查看DPU中的過(guò)程變量、對(duì)所轄設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)操作、參數(shù)調(diào)整和模塊自檢操作等。

MOS是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的移動(dòng)式操作站，通過(guò)MOS面板可以方便地實(shí)現(xiàn)各種操作站功能，可用作LOS、ROS或駕駛臺(tái)值班監(jiān)視系統(tǒng)的顯示單元。現(xiàn)場(chǎng)操作站（LOS）二、分布式處理單元DPU

分布式處理系統(tǒng)包含：分布式處理單元、機(jī)旁／現(xiàn)場(chǎng)操作站、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)式調(diào)試工具、CAN總線。分布式處理單元DPU以單片機(jī)作為微處理器，采用單電路板結(jié)構(gòu)。DPU一方面作為傳感器和執(zhí)行器的接口，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，對(duì)來(lái)自模擬量或開(kāi)關(guān)量傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理和監(jiān)視報(bào)警，或向不同設(shè)備輸出模擬量和開(kāi)關(guān)量控制信號(hào)。另一方面，DPU通過(guò)雙芯屏蔽電纜或雙絞線等連接到雙冗余的CAN總線上，實(shí)現(xiàn)DPU單元之間的互聯(lián)以及DPU單元與ROS和LOS之間的數(shù)據(jù)通信。ROS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能對(duì)DPU的工作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向各個(gè)DPU下載相應(yīng)的軟件和參數(shù)，使得不同的DPU具有相應(yīng)的不同功能。按照數(shù)據(jù)輸入輸出類(lèi)型的不同，DPU模塊也分為不同的類(lèi)型，主要有模擬量輸入模塊、熱電偶輸入模塊、模擬量輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊以及輸入輸出混合模塊等。

1、模擬量輸入模塊（RAi-16）

2、熱電偶輸入模塊（RAi-10tc）

3、模擬量輸出模塊（RAo-8）

4、開(kāi)關(guān)量輸入模塊（RDi-32、RDi-32A）

5、開(kāi)關(guān)量輸出模塊（RDo-16）

6、混合模塊（RIO-C1、RIO-C2）

盡管不同DPU的輸入輸出類(lèi)型及其功能不同，但它們都有共同的特點(diǎn)，主要特點(diǎn)如下：（l）DPU具有參數(shù)儲(chǔ)存功能，能夠獨(dú)立完成參數(shù)的監(jiān)視、報(bào)警和控制。當(dāng)ROS出故障時(shí)，DPU的工作不受影響。（2）DPU具有完備的通信功能，支持雙冗余CAN高速多主通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具備CAN網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、容錯(cuò)管理功能。DPU單元之間通過(guò)冗余的CAN總線進(jìn)行通信。DPU還配備一個(gè)RS-422或RS-485串行接口，以便和其它外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。（3）通過(guò)遙控操作站ROS，可將用于DPU硬件組態(tài)和編程所需的軟件下載到DPU中，并在ROS上對(duì)DPU單元進(jìn)行遙控組態(tài)。在更換DPU后，需要給新單元下載參數(shù)。在遙控操作站ROS和現(xiàn)場(chǎng)操作站LOS上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DPU的監(jiān)視、控制和參數(shù)調(diào)整。（4）所有的DPU單元均用24VDC電源供電，DPU單元的硬件無(wú)需進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，所有連接均可即插即用。DPU的電源、通信、I/O通道連接都采用光電隔離。（5）DPU單元帶有LED顯示（Watchdog、Running、Gen.Inf.、Initializedmodule、Powerpolarity)，并具有強(qiáng)大的自檢功能（檢查模塊內(nèi)部溫度、存儲(chǔ)器性能以及CAN總線狀態(tài)）。若DPU、過(guò)程總線、電纜或傳感器有故障，則會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

三、網(wǎng)關(guān)

DCC20是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)，在不同網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型及不同網(wǎng)段之間需要有一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)施來(lái)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)之間不同的通信協(xié)議或在不同數(shù)據(jù)格式之間進(jìn)行數(shù)據(jù)翻譯，這一設(shè)施稱為網(wǎng)關(guān)。

1、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（SGW）

SGW是CAN總線網(wǎng)和Ethernet網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，采用雙冗余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)CAN與Ethernet兩種網(wǎng)絡(luò)之間的冗余連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)DPU和ROS之間的雙向信息傳輸。

2、雙處理網(wǎng)段控制器dPSC

CAN網(wǎng)絡(luò)最多能支持110個(gè)節(jié)點(diǎn)，即在CAN總線上最多能掛接110個(gè)DPU模塊。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，或者出于某種特殊需要時(shí)，往往需要對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，即把CAN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成上下兩層，上層一般叫做全局CAN總線，下層則稱作局部CAN總線。dPSC的主要任務(wù)是：（1）處理來(lái)自于LocalCANBus的信息并將其送往GlobalCANBus，進(jìn)而通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW供ROS使用；（2）管理由系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)SGW或ROS發(fā)送到LocalCANBus的指令、參數(shù)和程序。

四、遠(yuǎn)程操作站ROS及系統(tǒng)功能

ROS是DCC20系統(tǒng)的重要組成部分，一個(gè)ROS由主計(jì)算機(jī)（MCU）、顯示器（VDU）、打印機(jī)、操作控制面板（OCP）或普通的PC鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。在系統(tǒng)的監(jiān)視報(bào)警和控制過(guò)程中完成以下任務(wù)：（1）和CAN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集或控制設(shè)備（即DPU）進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，從DPU收集數(shù)據(jù)或向DPU傳送指令、數(shù)據(jù)和程序；（2）對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警信息的確認(rèn)功能；（3）向駕駛臺(tái)和輪機(jī)員艙室提供延伸報(bào)警信息；（4）在CAN網(wǎng)絡(luò)和Ethernet局域網(wǎng)之間起網(wǎng)關(guān)的作用。系統(tǒng)功能：1、人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口包括輸入設(shè)備、打印輸出和各種顯示界面等。主要包括：（1）操作控制面板（OCP）（2）顯示界面（3）打印設(shè)備2、監(jiān)視報(bào)警功能

（1）模擬量監(jiān)視和報(bào)警模擬量是指那些連續(xù)變化的量，例如溫度、壓力、液位和轉(zhuǎn)速等。具有以下特點(diǎn)：①高限報(bào)警②超高限報(bào)警，一旦越限主機(jī)減速或停車(chē)③低限報(bào)警，④超低限報(bào)警，一旦越限主機(jī)減速或停車(chē)⑤線路故障報(bào)警⑥為避免報(bào)警狀態(tài)的波動(dòng)，即頻繁報(bào)警，系統(tǒng)采取了以下三種技術(shù)手段：

a．從報(bào)警狀態(tài)向正常狀態(tài)恢復(fù)時(shí)設(shè)有不靈敏區(qū)；

b．對(duì)輸入?yún)?shù)設(shè)置有可調(diào)的濾波因子；

c．報(bào)警狀態(tài)的觸發(fā)和消失均設(shè)有延時(shí)。

（2）開(kāi)關(guān)量監(jiān)視和報(bào)警

開(kāi)關(guān)量信號(hào)的監(jiān)視和報(bào)警功能只監(jiān)視輸入信號(hào)的兩個(gè)狀態(tài)，即輸入點(diǎn)是斷開(kāi)還是閉合。輸入信號(hào)來(lái)自反映設(shè)備狀態(tài)的繼電器觸點(diǎn)、位置開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、液位開(kāi)關(guān)和壓力開(kāi)關(guān)等。通過(guò)正確調(diào)整開(kāi)關(guān)量